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曲轴位置及转速传感器


②触发轮齿霍尔式曲轴位置传感器
克莱斯勒公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在飞轮壳上,采用触发 轮齿的结构。同时在分电器内设置同步信号发生器,用以协助曲轴位置 传感器判别缸号。北京切诺基车的霍尔式曲轴位置传感器。在2.5L四缸 发动机的飞轮上有8个槽,分成两组,每4个槽为一组,两组相隔180°, 每组中的相邻两槽相隔20°。在4.OL六缸发动机的飞轮上有12个槽,4 个槽为一组,分成三组,每组相隔120°,相邻两槽也间隔20°。
电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器:丰田车
丰田公司TCCS系统用磁脉冲式曲轴位置传感器安装在分电器内。该 传感器分成上、下两部分,上部分产生G信号,下部分产生Ne信号,都 是利用带有轮齿的转子旋转时,使信号发生器感应线圈内的磁通变化, 从而在感应线圈里产生交变的感应电动势,再将它放大后,送入ECU。
BTDC7º BTDC7º
电磁式曲轴位置传感器FLASH动画
角度信号 24HZ/转
桑塔纳和捷达轿车磁感应式曲轴位置传感器
电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器:本田车
信号轮
霍尔式凸轮轴/曲轴位置传感器
霍尔式凸轮轴曲轴位置传感器影片
霍尔式曲轴位置传感器的结构和工作原理
①触发叶片霍尔式曲轴位置传感器
美国GM公司的霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端,采用触发叶 片的结构型式。在发动机的曲轴V带轮前端固装着内外两个带触发叶片 的信号轮,与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着18个触发叶片 和18个窗口,每个触发叶片和窗口的宽度为10°弧长;内信号轮外缘上 设有3个触发叶片和3个窗口,3个触发叶片的宽度不同,分别为100°、 90°和110°弧长,3个窗口的宽度亦不相同,分别为20°、30°和10° 弧长。由于内信号轮的安装位置关系,宽度为100°弧长的触发叶片前 沿位于第1缸和第4缸上止点(TDC)前75°,90°弧长的触发叶片前沿 在第6缸和第3缸上止点前75°,110°弧长的触发叶片前沿在第5缸和第 2缸上止点前75°。
③感应线圈与正时转子的间隙检查
用厚薄规测量正时转子与感应线圈凸出部分的空气间隙,如图5.85 所示。其间隙应为0.2-0.4mm。若间隙不合要求,则须更换分电器壳体 总成。
电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器:大众车
Ne转子 G1,G2转子
720º 360º
基准信号 HZ/转
磁铁
30º
30º
第四缸 第一缸
G1、G2信号分别检测第6缸及第1缸的上止点。由于G1、G2信号发生 器设置位置的关系,当产生G1、G2信号时,实际上活塞并不是正好达到 上止点(BTDC),而是在上止点前10°的位置。图 5.83所示为曲轴位 置传感器G1、G2、Ne信号与曲轴转角的关系。
磁脉冲式曲轴位置传感器的检测
①电阻检查
G信号用于判别气缸及检测活塞上止点位置,相当于日产公司磁脉冲式曲 轴位置传感器120°信号。 G信号是由位于Ne发生器上方的凸缘转轮(No.1正 时转子)及其对面对称的两个感应线圈(G1感应线圈和G2感应线圈)产生的。 其构造如图5.82所示。其产生信号的原理与Ne信号相同。G信号也用作计算曲 轴转角时的基准信号。
①传感器电源电压的测试
点火开关置于“ON”,用万用表电压档测量ECU侧7#端子的电压应为 8V,在传感器导线连接器“A”端子处测量电压也应为8V,否则为电源、 线断路或接头接触不良。
②端子间电压的检测
用万用表的电压档,对传感器的ABC三个端子间进行测试,当点火 开关置于“ON”时,A-C端子间的电压值约为8V;B-C端子间的电压值在 发动机转动时,在0.3~5V之间变化,且数值显示呈脉冲性变化,最高 电压5v,最低电压0.3V。如不符合以上结果,应更换曲轴位置传感器。
Ne信号是检测曲轴转角及发动机转速的信号,相当于日产公司磁脉 冲式曲轴位置传感器的1°信号。该信号由固定在下半部具有等间隔24 个轮齿的转子(N0.2正时转子)及固定于其对面的感应线圈产生。
当转子旋转时,轮齿与感应线圈凸缘部(磁头)的空气间隙发生变化,导 致通过感应线圈的磁场发生变化而产生感应电动势。轮齿靠近及远离磁头时, 将产生一次增减磁通的变化,所以,每一个轮齿通过磁头时,都将在感应线圈 中产生一个完整的交流电压信号。N0.2正时转子上有24个齿,故转子旋转1圈, 即曲轴旋转720°时,感应线圈产生24个交流电压信号。Ne信号如图5.81b)所 示,其一个周期的脉冲相当于30°曲轴转角(720°÷24=30°)。更精确的转 角检测,是利用30°转角的时间由ECU再均分30等份,即产生1°曲轴转角的信 号。同理,发动机的转速由ECU依照Ne信号的两个脉冲(60°曲轴转角)所经 过的时间为基准进行计测。图5.82 G信号发生器的结构及波形
ECU
光电式曲轴和凸轮轴位置传感器电路
点火开关OFF,拔开曲轴位置传感器的导线连接器,用万用表的电 阻档测量曲轴位置传感器上各端子间的电阻值(如表5.4所示)。如电 阻值不在规定的范围内,必须更换曲轴位置传感器。图5-84为曲轴位置 传感器电路图。
②曲轴位置传感器输出信号的检查
拔下曲轴位置传感器的导线连接器,当发动机转动时,用万用表的 电压档检测曲轴位置传感器上G1-G-、G2-G-、Ne-G-端子间是否有脉冲 电压信号输出。如没有脉冲电压信号输出,则须更换曲轴位置传感器。
发动机转动时,信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变 化,从而在感应线圈里产图5.78 交变的电动势与脉冲信号产生交变的 电动势,经滤波整形后,即变成脉冲信号,如图5.78所示。发动机旋转 一圈,产生3个120°脉冲信号,磁头①和③各产生90个脉冲信号(交替 产生)。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装,而它们又都是每 隔4°产生一个脉冲信号,所以磁头①和磁头③所产生的脉冲信号相位 差正好为90°。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后, 即产生曲轴1°转角的信号,如图5.79所示。产生120°信号的磁头②安 装在上止点前70°的位置(如图5.80所示),故其信号亦可称为上止点 前70°信号,即发动机在运转过程中,磁头②在各缸上止点前70°位置 均产生一个脉冲信号。
• 【信号类型】频率信号
电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器影片
发动机转速↑→信号频率↑→信号振幅↑
感应线圈 秃顶
磁铁(永久磁铁) 正时转子
信号转子 磁铁
的通 磁过 通线 量圈 产点 生火 电信 压号
B
A
C
交流波形
电磁式凸轮轴/曲轴位置传感器:日产车
该曲轴位置传感器安装在曲轴前端的V带轮之后。在V带轮后端设置一个带有 细齿的薄圆齿盘(用以产生信号,称为信号盘),它和曲轴V带轮一起装在曲轴 上,随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘,沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿, 并且每隔120°布置1个凸缘,共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信 号信号发生器。信号发生器内有3个在永久磁铁上绕有感应线圈的磁头,其中磁 头②产生120°信号,磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信 号盘的120°凸缘,磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈,彼此相隔了曲轴转角安 装。信号发生器内有信号放大和整形电路,外部有四孔连接器,孔“1”为120° 信号输出线,孔“2”为信号放大与整形电路的电源线,孔“3”为1°信号输出线, 孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。
• 发动机转速↑→信号频率↑→信号振幅不 变
光电式凸轮轴/曲轴位置传感器电路及其检测
检测:
• 点火开关转至ON位,检测电脑侧1和2端子间电压为 12V,给传感器施加12V电压,正在信号输出端子3和4与1 之间接上电流表,转动转子一圈,两个电流表应分别摆动 1次和4次,电流应约为1mA。
曲轴 位置 传感 器
③电阻检测
点火开关置于“OFF”位置,拔下曲轴位置传感器导线连接器,用万 用表Ω档跨接在传感器侧的端子A-B或A-C间,此时万用表显示读数为∞ (开路),如果指示有电阻,则应更换曲轴位置传感器。
桑塔纳2000Gli轿车的霍尔式凸轮轴位置传感器
光电式凸轮轴/曲轴位置传感器
• 【信号类型】频率信号
光电式凸轮轴/曲轴位置传感器影片
2)霍尔式曲轴位置传感器的检测
霍尔式曲轴位置传感器的检测方法有一个共同点,即主要通过测量 有无输出电脉冲信号来判断其是否良好。下面以北京切诺基的霍尔式曲 轴位置传感器为例来说明其检测方法。
曲轴位置传感器与ECU有三条引线相连。其中一条是ECU向传感器加 电压的电源线,输入传感器的电压为8V;另一条是传感器的输出信号线, 当飞轮齿槽通过传感器时,霍尔传感器输出脉冲信号,高电位为5V,低 电位为0.3V;第三条是通往传感器的接地线。曲轴位置传感器接头。
霍尔信号发生器由永久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。内外 信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时,每当叶片进入 永久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时,霍尔集成电路中的磁场即被触发 叶片所旁路(或称隔磁),这时不产生霍尔电压;当触发叶片离开空气 隙时,永久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件,这时产生霍尔电 压。将霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后, 即向ECU输送电压脉冲信号。外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号(称 为18X信号),1个脉冲周期相当于曲轴旋转20°转角的时间,ECU再将1 个脉冲周期均分为20等份,即可求得曲轴旋转1°所对应的时间,并根 据这一信号,控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感 器产生1°信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉 冲信号(称为3X信号),脉冲周期均为120°曲轴转角的时间,脉冲上 升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75°作为ECU 判别气缸和计算点火时刻的基准信号,此信号相当于前述光电式曲轴位 置传感器产生的120°信号。
当飞轮齿槽通过传感器的信号发生器时,霍尔传感器输出高电位 (5V);当飞轮齿槽间的金属与传感器成一直线时,传感器输出低电位 (0.3V)。因此,每当1个飞轮齿槽通过传感器时,传感器便产生1个高、 低电位脉冲信号。当飞轮上的每一组槽通过传感器时,传感器将产生4 个脉冲信号。其中四缸发动机每1转产生2组脉冲信号,六缸发动机每1 转产生3组脉冲信号。传感器提供的每组信号,可被发动机ECU用来确定 两缸活塞的位置,如在四缸发动机上,利用一组信号,可知活塞1和活 塞4接近上止点;利用另一组信号,可知活塞2和活塞3接近上止点。故 利用曲轴位置传感器,ECU可知道有两个气缸的活塞在接近上止点。由 于第4个槽的脉冲下降沿对应活塞上止点(TDC)前4°,故ECU根据脉冲 情况很容易确定活塞上止点前的运行位置。另外,ECU还可以根据各脉 冲间通过的时间,计算出发动机的转速。
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